motorji z notranjim izgorevanjem - b&b · 1.1 predstavitev problema vozilo je danes zelo...

B&B

VIŠJA STROKOVNA ŠOLA

Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Program: Logistično inţenirstvo

Modul: Cestni promet

MOTORJI Z NOTRANJIM IZGOREVANJEM

Mentor: mag. Janez Blaţ Kandidat: Romeo Cah

Lektorica: Bojana Samarin, univ. dipl. slov.

Ljubljana, junij 2011

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju, mag. Janezu Blaţu, ki me je usmerjal z nasveti pri pisanju

diplomske naloge.

Hvala tudi mojim domačim in ostalim prijateljem, ki so mi stali ob strani in me

podpirali pri študiju.

Zahvaljujem se tudi lektorici Bojani Samarin, prof., ki je lektorirala mojo diplomsko

nalogo.

Posebna zahvala gre tudi vodstvu AP Ljubljana, ki mi je plačalo študij, in g.

Jevševarju, ki mi je prilagajal razpored sluţbe v času študija.

IZJAVA

»Študent Romeo Cah izjavljam, da sem avtor tega diplomskega dela, ki sem ga

napisal pod mentorstvom g. Janeza Blaţa.«

»Skladno s 1. odstavkom 21. člena Zakona o avtorski in sorodnih pravicah

dovoljujem objavo tega diplomskega dela na spletni strani šole.«

Dne _____________ Podpis: __________________

POVZETEK

V diplomski nalogi bomo predstavili predvsem dizelske, otto in wanklev motorje z

notranjim izgorevanjem, ki so se uporabljali in se uporabljajo še danes.

Pri nabavi vozila je zelo pomembno, kakšen motor ima vozilo, koliko onesnaţuje

okolje in ljudi, oz. katere ekološke norme izpolnjuje ter koliko je gospodaren oz.

ekonomičen pri porabi goriva in ob rednem vzdrţevanju.

Poudarek smo dali predvsem motorjem cestnih vozil, saj je teh motorjev največ, saj

se uporabljajo v osebnih in ostalih vozilih.

KLJUČNE BESEDE

Takt

Sesanje

Kompresija

Delo

Izpuh

EURO STANDARD

ABSTRACT

In this thesis we present mainly diesel, otto and wanklev internal combustion

engines, which have been used and are still in use today.

When purchasing a vehicle is very important, what engine the vehicle, how much

pollution and people, or. which improves the environmental norms, and how much it

cost or. economical fuel consumption and scheduled maintenance.

I put the emphasis mainly on the engines of road vehicles, as these engines is the

most that can be used in cars and other vehicles.

KEYWORDS

Stroke

Vacuuming

Compression

Work

Exhaust

EURO STANDARD

KAZALO

1 UVOD............................................................................................................. 1 1.1 PREDSTAVITEV PROBLEMA ................................................................. 1 1.2 PREDSTAVITEV OKOLJA ....................................................................... 1 1.3 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE ............................................................. 1 1.4 METODE DELA ....................................................................................... 1

2 MOTOR Z NOTRANJIM IZGOREVANJEM ..................................................... 2 2.1 ZGODOVINA RAZVOJA MNZ .................................................................. 2 2.2 SPLOŠNO O MNZ ................................................................................... 2

3 VRSTE MOTORJEV ....................................................................................... 4 3.1 VRSTE MNZ PO NAČINU VŢIGA ............................................................ 4

3.1.1 OTTOV MOTOR (MNZ) .................................................................... 5 3.1.2 DIESEL MOTOR (MNZ) .................................................................... 6 3.1.3 WANKLOV MOTOR (MNZ) ............................................................... 6

3.2 VRSTE MNZ PO NAČINU TAKTOV ......................................................... 8 3.2.1 ŠTIRITAKTNI MOTOR ...................................................................... 8 3.2.2 DVOTAKTNI MOTOR ..................................................................... 12 3.2.3 ŠTIRITAKTNI MOTOR (WANKLOV) ............................................... 14

3.3 VRSTE MNZ GLEDE NA NAČIN HLAJENJA ......................................... 15 3.4 VRSTE MNZ GLEDE NA GIBANJE BATA .............................................. 16 3.5 VRSTE MNZ GLEDE NA RAZPORED VALJEV ..................................... 17 3.6 VRSTE MNZ GLEDE MAZANJA ............................................................ 18 3.7 ANALIZA MOČI IN NAVORA MNZ ......................................................... 19

4 POGONSKA GORIVA MOTORJEV(MNZ) .................................................... 22 4.1 BENCIN ................................................................................................. 22 4.2 DIZEL .................................................................................................... 23 4.3 BIO DIZEL ............................................................................................. 24

5 IZPUŠNI PLINI MNZ ..................................................................................... 26 5.1 KATALIZATOR ...................................................................................... 27 5.2 SCR-TEHNOLOGIJA ............................................................................. 29 5.3 EGR-TEHNOLOGIJA ............................................................................. 31

6 ZAKONODAJA IN EURO STANDARD ......................................................... 34 6.1 DIREKTIVA EU ...................................................................................... 34 6.2 EURO STANDARD ................................................................................ 35

7 PRIHODNOST MNZ ..................................................................................... 38 7.1 CCS KOMBINIRAN SISTEM ZGOREVANJA ....................................... 38 7.2 DIESOTTO – DIZEL BENCINSKI MOTOR ............................................. 39

8 ZAKLJUČEK ................................................................................................ 41 LITERATURA IN VIRI ...................................................................................... 43 PRILOGE ......................................................................................................... 44 KAZALO SLIK .................................................................................................. 45 KAZALO TABEL............................................................................................... 45 POJMOVNIK .................................................................................................... 45 KRATICE IN AKRONIMI ................................................................................... 46

B&B – Višja strokovna šola Diplomsko delo višješolskega strokovnega študija

Romeo Cah: Motorji z notranjim izgorevanjem stran 1 od 46

1 UVOD

1.1 PREDSTAVITEV PROBLEMA

Vozilo je danes zelo pomembno prevozno sredstvo, brez katerega si današnjega

ţivljenja ne moremo predstavljati.

Da se vozilo lahko premika, potrebuje tudi motor. V diplomski nalogi bomo

predstavili Diesel, Otto in Wanklov motor, vpliv teh motorjev na okolje in zdravje

ljudi, standarde glede izdelave in varovanja okolja in zakonodajo, ki opredeljuje

njihovo uporabo.

1.2 PREDSTAVITEV OKOLJA

Predstavili bomo motorje(MNZ) vozil v cestnem prometu, to je v okolju, v katerem

ţivimo, v katerem uporabljamo vozila z motorji (MNZ).

1.3 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE

Opredelili smo se predvsem na motorje cestnih vozil, saj izhajamo iz predpostavke,

da se jih številčno najbolj uporablja in posledično tudi najbolj onesnaţujejo okolje,

kar vpliva tudi na zdravje ljudi(hrup, izpušni plini ...)

1.4 METODE DELA

Metode dela, ki smo jih uporabili, so bile: komparativne metode (metoda primerjanja

in primerjav) in metode diskripcije (metoda opisovanja posameznih pojavov).



2 MOTOR Z NOTRANJIM IZGOREVANJEM

2.1 ZGODOVINA RAZVOJA MNZ

Razvoj MNZ sega v 19 st. Leta 1860 je Francoz Lenoir zgradil prvi delujoči MNZ na

pogon s svetilnim plinom in izkoristkom pribliţno 3 %. Sedem let kasneje pa sta Otto

in Langen na pariški svetovni razstavi predstavila njegovo izboljšavo z izkoristkom

pribliţno 9 %. Leta 1876 Otto izdela prvi plinski motor s štiritaktnim delovanjem in z

izkoristkom 15 %, istočasno pa Angleţ Clerk izdela prvi dvotaktni motor na plinski

pogon. Leta 1897 podjetje MAN izdela prvi dizelski motor, ki je sposoben za

obratovanje. Nazadnje pa leta 1958 NSU – Wankel izdela motor z vrtečim batom

(Wanklov motor).

.

2.2 SPLOŠNO O MNZ

Motor z notranjim zgorevanjem(MNZ) je toplotni stroj, v katerem se notranja energija

pretvarja v mehansko energijo – delo. Značilno za MNZ je, da gorivo zgori v

delovnem prostoru motorja, ki je valjaste oblike – valj motorja.

Delovanje MNZ poteka v več korakih, imenovanih takti. Plinski delovni kroţni

proces, ki je temelj delovanja MNZ, obsega zaporedje: stiskanje delovne snovi,

segrevanje, raztegovanje in vračanje delovne snovi na izhodiščno stanje.

Delovna snov je v vseh primerih zrak s primešanim gorivom. Pri MNZ se prvi trije

procesi opravijo v valju, zadnji pa je namišljen proces ohlajanja delovne snovi, ki se

opravi v atmosferi. MNZ sprejema toploto, ki nastane z zgorevanjem, odpadno

toploto pa odda v okolico z izpuhom dimnih plinov.

Temperature delovne snovi so višje kot temperature stene valja. Kljub visokim

temperaturam in visokim tlakom so trdnostni problemi pri MNZ manjši, saj je

mogoče stene valjev hladiti z vodo ali okoliškim zrakom.

Višje temperature delovne snovi pa pomenijo boljši izkoristek MNZ.



Slika 1: Štiri taktni motor osebnega vozila

Vir: www. wikipedia.org/wiki/Motor z notranjim zgorevanjem



3 VRSTE MOTORJEV

Danes obstaja cela vrsta konstrukcijskih izvedb batnih motorjev z notranjim

zgorevanjem, zato jih zaradi preglednosti razvrščamo po različnih kriterijih:

po načinu vţiga,

številu taktov,

po vrsti hlajenja,

glede na gibanje bata,

glede na razpored valjev,

načinu mazanja(dvotaktni, štiritaktni motor).

3.1 VRSTE MNZ PO NAČINU VŢIGA

Glede na način dovajanja goriva v valj ločimo:

Ottov motor, pri katerem se gorivo umeša v zrak pred vstopom v valj v

uplinjevalniku ali uplinjaču

Diesel motor, pri katerem se neposredno vbrizgava gorivo neposredno v valj.

Moţna je tudi kombinacija, da se del goriva meša pred vstopom v valj, kasneje pa

se v valj vbrizga dodatno gorivo.

Zahteve za lastnost goriva so pri Ottovem in Dieslovem motorju zelo različne. Pri

Ottovem motorju mora gorivo zaradi visokega oktanskega števila biti odporno proti

samovţigu, kar je pri dieselskem motorju nasprotno.

Pri Otto motorju sproţi vţig iskra na svečki, pri Diesel motorju pa samovţig goriva,

vbrizganega v valj.



3.1.1 OTTOV MOTOR (MNZ)

Motor pretvarja z zgorevanjem goriva dobljeno toploto v mehansko energijo za

pogon koles. Gorivo, po navadi zmes bencina in zraka, zgoreva v povsem zaprtih

valjih v notranjosti motorja.

Zmes bencina in zraka nastaja v uplinjaču. Med gibanjem batov navzdol nastane v

valjih podtlak, ki zmes vsesava, med gibanjem navzgor pa bati zmes stiskajo oz.

komprimirajo. Ko je zmes najbolj stisnjena, jo električna iskra vţge. Zgoreli plini se

raztegujejo in potiskajo bate navzdol (delovni takt).

Gibanje batov se spreminja v vrtenje in prenaša na ročično gred, ki s

posredovanjem sklopke, menjalnika in diferenciala oddaja moč kolesom. Bat in

ročično gred povezuje ojnica.

Ročična gred poganja tudi odmično gred, ki skrbi za odpiranje in zapiranje sesalnih

in izpušnih ventilov vsakega valja.

Električni zaganjalnik daje moč, ki je potrebna za zagon motorja. Zobato kolesce

zaganjalnika pri tem prime v ozobljeni venec na zunanjem robu vztrajnika, ki je

pritrjen na koncu ročične gredi, in poţene vztrajnik in ročično gred v vrtenje. S tem

se tudi ojnice in bati premikajo gor in dol.

Vztrajnik izravnava sunke, ki jih povzročajo bati v delovnem taktu, in skrbi za

enakomerno vrtenje ročične gredi. Zgorevanje ustvarja tako visoke temperature, da

bi se kovinski deli pregreli in pokvarili. Zato ima motor dvojne stene, med katerimi se

pretaka voda. Od tod teče voda v hladilnik, kjer odda toploto v okolico. Hlajenje

pospešuje ventilator, ki poganja zrak skozi hladilnik. Pri nekaterih motorjih zrak

neposredno hladi motor.

Mazanje zmanjšuje drgnjenje med gibljivimi deli motorja in skrbi za dodatno hlajenje.

Zaradi tega oljna črpalka med tekom motorja ves čas dovaja [olje] iz oljne kadi oz.

karterja, ki je pod valji, k mazalnim mestom v motorju.



3.1.2 DIESEL MOTOR (MNZ)

Dieselski motor nima svečk, za gorivo pa uporablja plinsko olje. Vţig povzroči visoka

temperatura, na katero se ogreje močno stisnjen zrak v valjih. Visoka kompresija

namreč ustvari temperature, ki so višje od vţigalne temperature plinskega olja.

Plinsko olje ne pride v valj pomešano z zrakom, marveč ga pod visokim pritiskom

vbrizgava v valj posebna šoba. Ob dotiku z vročim zrakom se plinsko olje vţge.

Vsaka šoba vbrizga v valj natančno odmerjeno količino goriva, ki ga dovaja od

motorja gnana visokotlačna črpalka. Količino vbrizganega goriva in s tem tudi moč

motorja v določenem trenutku uravnava voznik s pedalom.

Prednosti dieselskega motorja so:

boljši izkoristek (in s tem manjši stroški za gorivo),

daljša ţivljenjska doba in niţji stroški vzdrţevanja,

visok navor ţe pri manjših hitrostih delovanja.

Pomanjkljivosti pa so:

draţja izdelava,

večja teţa,

nekoliko glasnejši tek, zlasti prazni tek in tek po zagonu,

slabši pospeški,

večje emisije trdnih delcev.

3.1.3 WANKLOV MOTOR (MNZ)

Wanklov motor je sestavljen iz ovalnega, v sredini nekoliko stisnjenega ohišja, v

katero se prilega rotor(bat) v obliki trikotnika z izbočenimi stranicami. S

sestavljanjem dveh ali več takih motorjev dobimo večrotorski motor, ki ima večje

zmogljivosti. Pri vsakem vrtljaju rotorja se motorna gred trikrat zavrti. Rotor se

obrača v ohišju ekscentrično, in sicer tako, da so njegovi trije vogali vedno na steni

ohišja. Rotor je z motorno gredjo povezan s planetnim gonilom. Med tremi

stranicami rotorja in notranjo steno ohišja so trije delovni prostori, katerih prostornina

se med vrtenjem rotorja stalno spreminja.

V ohišju so nameščene tudi ena ali dve svečki in po ena sesalna ter izpušna

odprtina, ki ju eno za drugo odpira vrteči se rotor. V vsakem delovnem prostoru

poteka tako pri vsakem vrtljaju rotorja štiritaktni proces, ki ustreza štiritaktnemu

procesu običajnega batnega motorja: sesanje, kompresija, delo, izpuh. Ker so med



rotorjem in ohišjem trije delovni prostori (komore), opravi motor pri vsakem vrtljaju

motorja tri delovne takte.

Rotor je na treh vogalih (temenih) in na bokih, torej na vseh stičnih površinah z

ohišjem, tako zatesnjen, da plini ne morejo iz ene delovne komore v drugo.

Večina Wanklovih motorjev ima uplinjač, vendar obstajajo tudi taki z vbrizgavanjem

goriva. Wanklov motor v glavnem hladi voda, rotor pa še dodatno zrak. Povsem

zračno hlajenih rotacijskih motorjev v avtomobile ne vgrajujejo.

Slika 2: Wanklov motor v munchenskem muzeju

Vir: www.wikipedia.org/wiki Wanklov motor

http://www.wikipedia.org/wiki%20Wanklov



3.2 VRSTE MNZ PO NAČINU TAKTOV

3.2.1 ŠTIRITAKTNI MOTOR

1. takt: sesanje. Izpušni ventil je zaprt. Navzdol gibajoči se bat sesa zmes bencina

in zraka skozi sesalni ventil. Takoj zatem se ventil zapre.

Slika 3: Prvi delovni takt




2.takt: kompresija. Izpušni in sesalni ventil sta zaprta. Pri gibanju navzgor bat stiska

(komprimira) zmes v zgorevalni prostor, zaradi toplote pri stiskanju se kapljice goriva

povsem uplinijo.

Slika 4: Drugi delovni takt




3.takt: delo. Oba ventila ostaneta zaprta. Iskra s svečke vţge komprimirano zmes.

Zgoreli plini se širijo in potiskajo bat navzdol. Na koncu tega takta se izpušni ventil

odpre.

Slika 5: Tretji delovni takt




4. takt: izpuh. Sesalni ventil je zaprt. Bat potiska med gibanjem navzgor ostanke

zgorevanja skozi odprt izpušni ventil. Na koncu tega takta se sesalni ventil odpre,

izpušni ventil pa zapre. Vse se začne znova s prvim taktom.

Slika 6: Četrti delovni takt




3.2.2 DVOTAKTNI MOTOR

1. takt

Dogajanje nad batom:

Na začetku novega procesa je bat v spodnji mrtvi legi. Izpušni kanal je odprt in

zgoreli dimni plini izhajajo iz valja. Odprt je tudi pretočni kanal, ki je povezava med

karterjem in valjem. V karterju se z določenim nadtlakom nahaja sveţa mešanica, ki

skozi pretočni kanal začne pritekati v nadbatni prostor. Oblika prostora v glavi

motorja in značilna oblika prisekanega bata pripomoreta, da sveţa mešanica prihaja

zgorelim plinom »za hrbet« in tako jih pomaga izplakovati. Čez čas se pretočni kanal

zapre in takoj zatem še izpušni kanal. V nadbatnem prostoru se začne kompresija

sveţe mešanice zraka, goriva in olja. Nekoliko pred zgornjo mrtvo lego preskoči

iskra in s tem se začne zgorevanje mešanice zraka in goriva.

Dogajanje pod batom:

Na začetku takta se v podbatnem prostoru nahaja stisnjena mešanica, ki zaradi

določenega nadtlaka v karterju odteka skozi odprt pretočni kanal v valj. Čez čas bat

med svojim gibanjem navzgor pretočni kanal zapre in polnitev valja se konča, ko bat

zapre pretočni kanal. Ko bat nadaljuje potovanje navzgor, v podbatnem prostoru

nastaja podtlak, saj je karter hermetično zaprt. Ko se bat s svojim spodnjim delom

dvigne nad sesalno odprtino in tako odpre sesalni kanal, začne v karterski prostor

dotekati sveţa zmes. Dvotaktni motor ima torej odprto izmenjavo plinov, kar pomeni,

da pride do neizogibnega mešanja sveţih in izpušnih plinov ter do izgube sveţega

plina, ker sta istočasno odprta izpušni in pretočni kanal.

Slika 7: Prvi takt

Vir: www. uni-mb.si/tehnika-old/dvotaktni bencinski.htm



2. takt

Dogajanje nad batom

Na začetku takta procesa je bat v zgornji mrtvi legi. Zgorevanje, ki se je začelo tik

pred koncem prejšnjega takta, se nadaljuje. Zaradi zgorevanja se tlak na začetku

takta še dodatno poveča in z vso silo potisne bat navzdol.

Proti koncu takta se najprej odpre izpušni kanal, takoj zatem pa še pretočni kanal.

Zgoreli dimni plini začno odtekati skozi izpušni kanal, hkrati pa skozi pretočni kanal

doteka sveţa mešanica.

Dogajanje pod batom

Ţe od konca prejšnjega takta v karterski prostor zaradi podtlaka v njem doteka

sveţa mešanca. Ta polnitev traja tako dolgo, da bat pri svoji poti navzdol zapre

dovodno sesalno odprtino. V nadaljevanju začne bat na svoji poti proti spodnji mrtvi

legi stiskati sveţo mešanico v karterju (do tlaka okoli 1,2 do 1,7 bara).V karterju

začne nastajati nadtlak. Proti koncu drugega takta se odpre pretočni kanal do

nadbatnega prostora, po katerem začne iz karterja odtekati mešanica v nadbatni

prostor.

Slika 8: Drugi takt

Vir: www. uni-mb.si/tehnika-old/dvotaktni bencinski.html



3.2.3 ŠTIRITAKTNI MOTOR (WANKLOV)

1. takt:

Pri vrtenju v smeri urinega kazalca rotor odpre vstopni kanal, zmes goriva in zraka

se vsesa v komoro A.

2. takt:

Prostornina komore A se poveča in vsesa še več zmesi. Hkrati se zmanjša

prostornina komore B, katere zmes se pri doseţeni največji gostoti vţge.

3. takt:

Komora A doseţe največjo prostornino. Hkrati zgori (ekspandira) zmes v komori B,

ki potisne bat v smeri puščice.

4. takt:

Pri zgorevanju nastali plini v prejšnjem taktu v komori C se pri tem iztisnejo skozi

iztisni kanal.

Slika 9: Štiritaktni (Wanklov motor)

Vir:d111.fnm.uni-mb.si/tehnika-old/vsebina/projekti/energetika/motorji_notranji.html



3.3 VRSTE MNZ GLEDE NA NAČIN HLAJENJA

Vodno hlajenje se uporablja pri motorjih večjih moči pri katerih je tudi konstrukcija

drugačna. Blok in glava motorja imata dvojne stene, vmes pa teče voda, ki jo skozi

hladilni prostor potiska vodna črpalka. Navadno se hladi tudi izpušni kolektor oz. ves

izpušni sistem. Motorji večjih moči imajo vedno predvideno tudi hlajenje

podmazovalnega olja, ki poteka v posebnem hladilniku olja. Pri vodnem hlajenju

ločimo še odprt in zaprt sistem hlajenja.

Zračno hlajenje se uporablja pri manjših motorjih. Valj in glava sta opremljena z

lamelastimi rebri, kar povečuje hladilne površine in s tem pospešuje odvajanje

toplote. Da pa bi to odvajanje še izboljšali, so nekateri motorji opremljeni z

ventilatorjem, ki usmerja gibanje zraka okoli valja in glave motorja.

Stene motornega bloka imajo običajno debelino med 4 in 8 mm. Zaradi zelo

komplicirane oblike se te stene ne strjujejo enakomerno, zato ostanejo v njih po litju

znatne notranje napetosti, ki se ne porazgubijo do konca ţivljenjske dobe motorja.

Zato je zelo nevarno, če je blok podvrţen hitrim spremembam temperature. To je

posebej nevarno, če dolijemo hladno vodo v pregret motor, saj pri tem rade

nastanejo nevarne razpoke.



3.4 VRSTE MNZ GLEDE NA GIBANJE BATA

Motorji s premočrtnim gibanjem bata,

Slika 10: Premočrtno gibanje bata

Motorji s kroţnim gibanjem bata ( npr.Wanklov motor).

Slika 11: Kroţno gibanje bata



3.5 VRSTE MNZ GLEDE NA RAZPORED VALJEV

Vrstni motorji

Slika 12: Vrstni motor

Leţeči (bokser) motorji

Slika 13: Bokser motor



Motorji, ki imajo valje v obliki črke »V«

Slika 14: Motor v obliki črke V

3.6 VRSTE MNZ GLEDE MAZANJA

Pri manjših dvotaktnih Otto motorjih izkoriščamo princip delovanja tudi za mazanje

motorja. Gorivu dodajamo olje, ki na poti v zgorevalni prostor maţe ves karterski

mehanizem, stene valja, bat in batne obročke, nato pa zgori skupaj s pogonsko

zmesjo. Dovolj je, da pripravimo pravilno mešanico bencina in olja (l,2 ali 3 %), kot

jo predpiše proizvajalec motorja.

V tem primeru smo lahko prepričani, da se motor pravilno podmazuje. Večji odstotek

olja v bencinu, kot ga predpiše proizvajalec, motorju ne koristi. Prebogata mešanica

zamasti svečke (motor teţko vţge), izpušni plini so sivo obarvani zaradi

nepopolnega izgorevanja zmesi (onesnaţujemo okolje).

Tlačno mazanje(štiritaktni motorji). Drugi večji motorji, tako dizelski kot bencinski, se

največkrat maţejo s posebno zobniško črpalko. Ta črpa olje iz karterja, ki sluţi kot

rezervoar, in ga tlači preko posebnih cevčic in izvrtin v samem mehanizmu na

posamezna mazalna mesta. Pritisk olja v mazalnem sistemu se navadno giblje med

1–4 bari, odvisno od obremenitve oz. obratov motorja in temperature olja v sistemu.



3.7 ANALIZA MOČI IN NAVORA MNZ

Za analizo moči in navora motorja smo izbrali dva motorja istega proizvajalca

(Renault Megane), in sicer 81KW bencinski 1,6 16V in 96KW DCI 1,9.

Moč in navor motorja smo analizirali s pomočjo diagrama, kjer lahko izberemo

naslednje rezultate glede moči in navora za oba motorja.

Za bencinski motor je razvidno iz diagrama moči, da največjo moč (81KW) doseţe

motor pri 6200/min-1, navor(Nm) pa med 4000 in 4600/min-1.

Za dieselski motor je razvidno iz diagrama moči, da največjo moč (96KW) doseţe

motor pri 3600/min-1, navor(Nm) pa med 1700 in 2400/min-1.

Z analizo rezultatov smo ugotovili, da imajo dieselski motorji boljši izkoristek od

bencinskih in manjšo porabo goriva, posledično pa tudi manjše onesnaţevanje

okolja. Ker motorji obratujejo z niţjimi obrati, imajo tudi daljšo ţivljenjsko dobo od

bencinskih , gledano z ekonomske plati pa so bolj ekonomični.

1. Diagram moči 4-taktnega bencinskega motorja (1,6 16 V Megane)



2. Diagram navora 4 taktnega bencinskega motorja(1,6 16 V Megane)

3. Diagram moči 4 taktnega dieselskega motorja (1,9 dci Megane)



4. Diagram navora 4-taktnega dizelskega motorja(1,9 dci Megane)



4 POGONSKA GORIVA MOTORJEV(MNZ)

4.1 Bencin

Bencin je mešanica lahkih ogljikovodikov. Uporablja se kot gorivo za pogon motorjev

z notranjim izgorevanjem. Pridobivanje poteka z destilacijo surove nafte. Pomembna

lastnost pri uporabi bencina je oktansko število. Če je to število manjše, kot ga je

predpisal proizvajalec motorja, pride do samovţiga goriva. Motor ne deluje več

(optimalno). Največja je poraba bencina z oktanskim številom 95. Oktansko število

se poveča z dodajanjem primesi. Nekoč so dodajali svinec, ki je teţka strupena

kovina. Danes dodajajo druge primesi, ki se lahko izločijo iz izpušnih plinov (v

katalizatorju). Prednost bencina pred mnogimi drugimi gorivi je njegova energetska

vrednost na kilogram. Zaloge surove nafte in s tem bencina so omejene.

Znanstveniki se trudijo poiskati gorivo, ki je ekološko bolj sprejemljivo od bencina in

je obnovljivo.

Pomembnejše fizikalno-kemijske lastnosti motornih bencinov so:

Oktansko število (RON,MON)

Vsebnost svinca

Destilacijske lastnosti

Vsebnost ţvepla

Vsebnost benzena

Gostota, barva

Parni tlak in indeks parne zapore



Tabela1: Lastnosti bencinov

Lastnosti NMB 95 NMB 98

Slovenski standard SIST EN 228 SIST EN 228

Drugo ime Eurosuper Super plus

RON in MON Min.95okt./min.85okt. Min.98okt./min.88okt.

Barva Neobarvan Neobarvan

Svinec Max 0,013g/l Max 0,013g/l

Benzen Max 5,0%V/V Max 5,0%V/V

Uporaba Vsa vozila, ki zahtevajo

uporabo bencinov z

RON ≥ 95 z

katalizatorjem ali brez.

Vsa vozila, ki zahtevajo

uporabo bencinov z

RON ≥ 98 z

katalizatorjem ali brez.

Vir: Biosistemsko inzenirstvo/ucnagradiva/f-Goriva. pdf

4.2 Dizel

Dizelsko gorivo je eden od proizvodov iz nafte, ki vsebuje ogljikovodike z okrog 16

ogljikovih atomov. Uporablja se v diesel motorjih, ki precej onesnaţujejo okolje.

Rudolf Diesel je sprva uporabljal za svoje motorje rastlinsko olje, vendar se je

cenovno bolje obnesel diesel, ki ga proizvajamo iz nafte. Toda ker se časi

spreminjajo, bomo tudi mi začeli uporabljat gorivo, kot ga je uporabljal Rudolf Diesel

takrat.

Pomembnejše fizikalno-kemijske lastnosti dieselskega goriva so:

Cetansko število

Cetanski indeks

Vsebnost ţvepla

Gostota, barva

Filtrirnost(CFPP), motnišče, strdišče

Temperatura vţiga

Vsebnost vode in mehanskih primesi

Mazalna sposobnost



Tabela 2: Lastnosti dieslov

Lastnosti DIESELSKO GORIVO KURILNO OLJE-KO EL

Slovenski standard SIST EN 590 SIST 1011

Drugo ime Plinsko olje, D-1, D-2 Kurilno olje za

gospodinjstvo

Cetansko

število/indeks

Min.49/min.46 Viskoznost pri 20 °C:

2,5 – 6mm²/s

Barva Neobarvan Obarvano rdeče

Ţveplo Max 0,05%m/m Max 0,2 %m/m

Voda Max 200 mg/kg Max 5,0 %V/V

Temp. vţiga 74 °C Strdišče: max. – 9°C


uporabo dieselskega

goriva z vgrajenim

oksidacijskim

katalizatorjem ali brez

njega.

V gospodinjstvu,

predvsem za ogrevanje

bivalnih prostorov

(gorilci peči za

centralno ogrevanje).


4.3 Bio dizel

Biodizel je metilni ester maščobnih kislin, ki nastaja pri estrifikaciji trigliceridov

rastlinskih olj z metanolom. Zaradi zelo podobnih lastnosti se lahko uporablja kot

nadomestilo ali v zmesi s klasičnim dieselskim gorivom. Bio diesel je gorivo iz

obnovljivih virov, kot so rastlinska olja in ţivalske maščobe, in se pridobiva iz

surovega ali ţe uporabljenega rastlinskega olja ali ţivalskih maščob.

Najpomembnejša surovina za pridobivanje bio diesla v evropskih drţavah je oljna

repica s 83 odstotki, sledi sončnica s 13 odstotki. V ZDA se kot surovina uporablja

soja. Prednost olja je za 55 odstotkov manjša emisija CO in 40 odstotkov niţje

emisije nezgorljivih ogljikovodikov. Ni emisij SO2 v okolje, skoraj ni ţvepla ter ni

škodljivih aromatskih spojin kot benzen in toluen, manjša je tudi emisija CO2, poleg

tega pa je tudi gorivo neobdavčeno.

Pomembnejše fizikalno-kemijske lastnosti bio dieselskega goriva so:

Cetansko število



Vsebnost ţvepla

Gostota, barva

Filtrirnost(CFPP), motnišče, strdišče

Temperatura vţiga

Vsebnost vode in mehanskih primesi

Mazalna sposobnost

Tabela 3: Lastnosti bio dizlov

Lastnosti BIO DIESELSKO GORIVO

Slovenski standard SIST EN 14214

Drugo ime Bio diesel

Cetansko število 54

Barva Svetlo rumena

Ţveplo 0,012 %m/m

Temp. vţiga 179 °C


uporabo dizelskega goriva z

vgrajenim oksidacijskim

katalizatorjem ali brez njega.




5 IZPUŠNI PLINI MNZ

Izpušni plini MNZ imajo negativen vpliv na okolje in prav tako na zdravje ljudi.

Predvsem dušikovi oksidi in saje predstavljajo pomembno groţnjo človekovemu

zdravju. NOx v atmosferi povzročajo nastanek kislega deţja, ki katastrofalno vpliva

na gozdove in objekte na prostem. Iz NOx nastaja amonijev nitrat (NH4NO3), ki

dokazano povzroča nastanek različnih bolezni dihal. Ne nazadnje iz NOx nastaja

tudi ozon (O3), povzročitelj fotokemičnega smoga in globalnega segrevanja ozračja.

Saje v ozračju draţijo dihala in močno povečujejo nevarnost nastanka raka na

pljučih pri ljudeh in ţivalih.

V dizelskih motorjih nastaja mnogo več NOx in PM kot v bencinskih motorjih.

Najnovejše študije kaţejo, da vdihavanje zraka, onesnaţenega z izpušnimi plini iz

dizelskih motorjev bistveno vpliva na moţnosti srčnega napada ali kapi.

Motorji na dizelski pogon imajo marsikateri pozitiven vpliv na okolje, vendar kot

kaţejo zadnje znanstvene raziskave, tudi veliko negativnih učinkov na zdravje ljudi.

Odstranjevanje nevarnih snovi iz izpušnih plinov se opravlja: s katalizatorjem (Ottov motor), SCR-tehnologija (Dieslov motor), EGR-tehnologija.



5.1 KATALIZATOR

Je naprava za razstrupljanje (predvsem avtomobilskih izpušnih plinov), ki nastanejo

pri izgorevanju ogljikovodikov v MNZ. V izpušno cev je vstavljena posoda s

keramičnim ali kovinskim satovjem z zelo veliko aktivno površino, prevlečena s

tanko plastjo plemenite kovine (platine, rodija in paradija). Kovinska plast se med

delovanjem motorja segreje na več kot 300 °C. Izpušni plini se pri prehodu zadevajo

ob vročo kovino in spremenijo v kemično stabilne, nestrupene spojine.

Današnji katalizatorji imajo pred oksidacijsko stopnjo nameščen še redukcijski

katalizator, v njem so NO (dušikovi oksidi) reagirali s CO, pri tem pa so nastali:

voda, ogljikov dioksid (CO2) in dušik. Pri sodobnih redukcijsko-oksidacijskih

katalizatorjih potekata oba procesa v isti posodi. Takšen katalizator pravilno deluje

le pri izpušnih plinih z razmerjem med gorivom in zrakom (na en del goriva 14,7 %

zraka). V izpušni sistem je vgrajena kisikova sonda(lambda), ki zaznava količino

vbrizganega goriva in zajetega zraka.

S katalizatorjem zmanjšamo količino strupenih snovi za 95 %. V večini razvitih drţav

morajo imeti vsa nova vozila vgrajen katalizator (Ottov motor).

Delovanje katalizatorja preizkušajo s posebnimi preizkusi, med te sodijo vroč in

hlajen zagon, mestna voţnja in voţnja po avtocesti pri različnih hitrostih.

Ključnega pomena za pravilno delovanje katalizatorja so: motor, sistem vţiga,

sistem goriva …, ki morajo na vozilu delovati brezhibno, znotraj proizvajalčevih

dovoljenih vrednosti, in to ves čas delovanja vozila.



Slika 15: Katalizator v preseku

Vir: http://www.auspuh-novak.com/program 3.htm

http://www.auspuh-novak.com/program



5.2 SCR-TEHNOLOGIJA

AdBlue je sredstvo, ki omogoča selektivno katalitično redukcijo oziroma sredstvo, na

katerem temelji SCR tehnologija: AdBlue se kontrolirano vbrizgava v vroče izpušne

pline, preden le-ti vstopijo v SCR katalizator. V tem se nato zgodi kemična reakcija

med dušikovimi oksidi in amonijakom, ki se sprošča iz AdBlue. Končni rezultat

kemične reakcije je, da se okolju nevarni dušikovi oksidi skoraj popolnoma pretvorijo

v atmosferski dušik in vodno paro. Tovornjaki s SCR katalizatorji zaradi boljšega

zgorevanja (višji tlak in temperatura v zgorevalnem prostoru) porabijo do 5 % manj

goriva in proizvedejo občutno manj saj. Ta tehnika omogoča doseganje mejnih

vrednosti, ki jih določata Euro 4 (3,5 g NOx/kWh) in Euro 5 (2,0 g NOx/kWh). S to

tehnologijo bo v prihodnosti moč dosegati še niţje mejne vrednosti.

AdBlue se uporablja samo v Euro 4 in Euro 5 tovornjakih, ki so opremljeni s SCR

katalizatorjem. Natoči se ga v posebno, od dizelskega goriva ločeno posodo.

Nikakor se ga ne sme natočiti v posodo za dizelsko gorivo, saj v tem primeru lahko

pride do teţkih poškodb motorja. Prav tako ne sme dizelsko gorivo priti v posodo za

shranjevanje AdBlue. Da bi se zagotovo izognili kakršnim koli poškodbam motorja,

smo poskrbeli, da imajo cevi pištol za polnjenje AdBlue in odprtine v posodah za

shranjevanje AdBlue premer samo 19 mm. Pištole za polnjenje dizelskega goriva so

bistveno večje in se jih ne da vstaviti v odprtino posode za shranjevanje AdBlue.

Pri zgorevanju v dizelskih motorjih nastajajo dušikovi oksidi, ki jih uvrščamo med

toplogredne pline in so soodgovorni za nastajanje kislega deţja. SCR tehnologija je

proizvajalcem tovornjakov dovolila povišati tlak in temperaturo v motorjih in s tem

doseči boljše zgorevanje. Pri boljšem zgorevanju v valjih nastaja na eni strani

občutno manj saj in na drugi strani več dušikovih oksidov, ki pa jih AdBlue skoraj v

celoti nevtralizira.



Slika 16: Shema delovanja SCR tehnologije

Vir: www.petrol.ba/index.php?sv



5.3 EGR-TEHNOLOGIJA

Pri EGR se del izpušnih plinov preko hladilnika vrača nazaj v izgorevalno komoro,

kje se odstranjuje NOx.

Slika 17: Delovanje ERG tehnologije



Pri sodobnih dizelskih motorjih so emisije saj občutno manjše kot pri starejših

agregatih. Filter za trdne delce zagotavlja bistveno manjše emisije trdnih delcev.

Filter zadrţi celo najbolj drobne delce, ki nastanejo pri zgorevanju dizelskega goriva.

Slika 18: Filter trdnih delcev

Najnovejša generacija filtra za trdne delce deluje brez aditivov in zato ne zahteva

vzdrţevanja. Njegova ţivljenjska doba ustreza ţivljenjski dobi vozila in lastniku

prihrani stroške menjave filtra.




Filter za trdne delce ima porozno keramično jedro in prevleko iz ţlahtne kovine. Ko

saje prehajajo skozi filter, jih porozni material zaustavi in zadrţi v filtru, medtem ko

plini nemoteno potujejo naprej. Da bi bilo trajno zagotovljeno brezhibno delovanje

filtra, je delce, ki se naloţijo v filtru, potrebno odstraniti.


Saje, ki se naloţijo v filtru, sistem odstrani s postopkom, imenovanim regeneracija.

Pri pasivni regeneraciji se saje v ogljikov dioksid pretvarjajo počasi in neprekinjeno,

pri čemer mora temperatura izpušnih plinov znašati več kot 630 °C. Ta postopek se

npr. izvaja med voţnjo po avtocesti. Aktivna regeneracija je potrebna le v primeru

daljše voţnje z majhno obremenitvijo, npr. v mestnem prometu.

Pri aktivni regeneraciji se temperatura izpušnih plinov poveča zaradi spremembe

specifičnih parametrov motorja. Sistem poskrbi, da saje v filtru zgorijo na vsakih

1.0001.200 km. Ker je filter nameščen blizu motorja, temperatura izpušnih plinov

zadostuje za pretvarjanje saj med delovanjem motorja. Rezultat sta manjša

obremenitev komponent in velika učinkovitost filtra.



6 ZAKONODAJA IN EURO STANDARD

6.1 DIREKTIVA EU

Cestni promet proizvede(MNZ) pribliţno petino emisij CO2 v Evropski uniji, motorji

osebnih avtomobilov pa pribliţno 12 %. Emisije (MNZ) iz motornih vozil urejata

direktivi 70/220/EGS (lahka vozila) in 88/77/ES (teţka vozila). Komisija je v

sodelovanju z naftno industrijo in proizvajalci motornih vozil pripravila program za

goriva in vozila (Auto-Oil), s katerim naj bi zmanjšali količine izpušnih plinov.

Revizijo programa, ki je potekal od leta 1997 do 2000, je objavila v sporočilu

(COM(2000) 626) oktobra 2000.

Po programih Auto-Oil je bilo sprejetih več ukrepov za boj proti onesnaţenju zraka

zaradi emisij iz motornih vozil in za vprašanje kakovosti bencina in dizelskega

goriva: prepoved osvinčenega bencina in določitev mejnih vrednosti emisij (direktive

98/70, 98/69, 98/77, 1999/96/ES, 2003/17/ES).

Komisija je v okviru evropskega programa o podnebnih spremembah (glej *4.10.7.)

januarja 2007 predlagala prenovljeno strategijo Skupnosti za zmanjšanje emisij CO2

iz lahkih vozil (osebnih vozil in lahkih tovornih vozil) si ţeli, da bi cilj EU – 120 g

CO2/km dosegli do leta 2012, kar pomeni pribliţno 25-odstotno zmanjšanje

današnje ravni, z boljšim izkoristkom goriv (COM(2007) 19). Poleg tega je

predlagala revizijo standardov EU o kakovosti goriva (COM(2007) 18), s katero

spodbuja razvoj goriv z manj ogljika in bio goriv, tako da dobavitelje obvezuje k

zmanjšanju izpustov toplogrednih plinov od proizvodnje, prevoza in uporabe goriv za

10 % med letoma 2011 in 2020. S tem se bodo skupne emisije ogljikovega dioksida

do leta 2020 zmanjšale za 500 milijonov ton.

V naslednjih nekaj mesecih je bilo po poglobljenem posvetovanju z interesnimi

skupinami ugotovljeno, da napredek ne dosega pričakovanj in da cilj 120 g CO2/km

do leta 2012 ne bo doseţen. Komisija je zato decembra 2007 predlagala novo

strategijo, ukrepe in zakonodajo. Cilj predlagane nove uredbe je določiti usklajena

pravila za omejitev povprečnih emisij CO2 novega voznega parka v Skupnosti na

130 g CO2/km do leta 2012 in s tem zagotoviti ustrezno delovanje notranjega trga za

osebne avtomobile. Z dopolnilnimi ukrepi, kot sta večja učinkovitost (npr. pnevmatik

in klimatskih naprav) ter postopno zmanjšanje vsebnosti ogljika v pogonskih gorivih

(npr. z večjo uporabo bio goriv) bi se emisije zmanjšale za dodatnih 10 g/km,

skupne emisije pa na 120 g/km. Novi ukrepi poleg tega predvidevajo podporo

raziskavam za dodatno zmanjševanje emisij novih avtomobilov na povprečno 95 g

CO2/km do leta 2020 ter promoviranje vozil z dobrim izkoristkom goriva, denimo z

učinkovitejšim označevanjem avtomobilov.

http://circa.europa.eu/irc/opoce/fact_sheets/info/data/policies/environment/article_7298_sl.htm



6.2 EURO STANDARD

Evropska direktiva, ki narekuje proizvajalcem tovornih vozil izdelavo bolj čistih,

okolju prijaznih vozil (MNZ), je od leta 1990 izdala naslednje standarde:

LETO 1990 STANDARD EURO-0

LETO 1992/93 STANDARD EURO-1






Standard EURO-4 zahteva od vseh vozil, registriranih v EU, upoštevanje strogih

mejnih vrednosti izpušnih plinov. V primerjavi z EURO-0 v začetku 90. let se mora

izpust NOx zmanjšati za 86 odstotkov. Deleţ trdih delcev se mora v primerjavi z

EURO-0 od oktobra 2006 dalje zmanjšati za 98 odstotkov, poleg tega se morata

drastično zniţati deleţa HC in CO v izpušnih plinih vozil.

Graf 1: Normativ standarda EURO-0 DO EURO-5 zmanjšanja NOx od leta 1990 do 2008

Graf prikazuje, da je leta 1990 normativ vrednosti NOx znašal 14,4 g/kwh pri

standardu motorja EURO-0. Največje zmanjšanje NOx je bilo v letu 1992/93 pri

prehodu na standard na EURO-1, in sicer za 50 %, saj je dovoljena vrednost NOx



znašala 7,8 g/kwh. Za leto 2008/09 je pri motorju EURO-5 normativ standarda NOx

predviden v vrednosti 2 g/kwh.

Graf 2: Primer doseţene vrednosti NOx vozil Mercedes od leta 1990 do 2008

Graf št. 2 prikazuje, da proizvajalec vozil znamke Mercedes-Benz leta 1990 ni

dosegel normativa, saj je bila vrednost NOx 15,8 g/kwh. V letih 1992/93 pa se je pri

motorju EURO-1 vrednost zniţala za 44 odstotkov in je padla na vrednost 9,0 g/kwh.

Pri prehodu na EURO-2 se je zniţala za 23 odstotkov, za 30 odstotkov pri prehodu

na EURO-3 v letih 2000/01, nato za 30 odstotkov pri prehodu na EURO-4 in za 43

odstotkov pri prehodu na EURO-5, kjer znaša vrednost 2,0 g/kwh in je enaka

normativu standarda NOx.



Graf 3: Normativ standarda Euro-0 do Eeuro-5 zmanjšanja CO od leta 1990 do 2008

Graf št. 3 prikazuje, da je normativ vrednosti CO znašal leta 1990 pri motorju

EURO-0 11,6 g/kwh in se je v letih 1992/93 zniţal za 70 odstotkov, tako da je

dosegel vrednost 3,8 g/kwh pri prehodu na EURO-1. Nato je sledilo zniţanje za 20

odstotkov pri prehodu na EURO-2, ter za 30 odstotkov v letih 2000/2001, in nato še

za 28 odstotkov pri prehodu na EURO-4 in EURO-5, kjer znaša vrednost normativa

CO 1,5 g/kwh.

11,6

3,83

2,11,5 1,5

0

2

4

6

8

10

12

14

1990 EURO 0

92/93 EURO1

95/96 EURO2

00/01 EURO3

05/06 EURO4

08/09 EURO5

g/k

wh

EURO 0 - 5

CO



7 PRIHODNOST MNZ

Tudi najbolj zagrizeni ekološki bojevniki se bodo morali še kar nekaj časa voziti z

avtomobili, ki jih poganja motor z notranjim zgorevanjem. Tudi zato se avtomobilski

izdelovalci in inţenirji trudijo razviti kar najbolj čist in učinkovit motor – bencinski ali

dieselski. Pri bencinskih motorjih so z razvojem neposrednega vbrizga (in ponovno

uveljavitvijo turbinskih polnilnikov) temeljito izboljšali učinkovitost, pri dizelskih

motorjih so z učinkovitejšimi katalizatorji in filtri zelo očistili izpuh. Zbliţevanje

lastnosti obeh motorjev – predvsem izboljšanje tistih negativnih – je zato glavni cilj

tistih, ki se ukvarjajo z razvojem motorjev. Najbolj odločne korake v tej smeri so

naredili pri Volkswagnu s konceptom CCS in pri Mercedesu z motorjem diesotto; pri

obeh motornih prototipih je meja med obema vrstama motorjev z notranjim

zgorevanjem (skoraj) ţe zabrisana.

7.1 CCS KOMBINIRAN SISTEM ZGOREVANJA

Sistem CCS (Combined Combustion System) zdruţuje prednosti in zmanjšuje

pomanjkljivosti bencinskega in dizelskega motorja. Srce sistema je prilagojen 2-

litrski TDI motor s po tremi ventili na valj, pri katerem pa je vbrizg goriva in nastanek

eksplozivne mešanice kombinacija načel delovanja bencinskega in dieselskega

motorja. Faza vbrizga goriva se pri CCS motorju začne ţe takrat, ko bat

posameznega valja potuje proti svoji zgornji točki (podobno kot pri bencinskih

motorjih z neposrednim vbrizgom) – za natančno in večkratno odmerjanje količine

goriva skrbijo vbrizgalne šobe sistema skupnega voda. Ko bat potuje naprej proti

svoji gornji točki, se homogena mešanica goriva in zraka stisne ter segreje (gorivo

se uplini). Kmalu po zgornji mrtvi točki bata pa se mešanica tudi sama vţge – brez

pomoči zunanje iskre (svečke). Teoretično se mešanica vţge v celotnem

zgorevalnem prostoru naenkrat – in prav takšen homogen in hkraten vţig prinese

manjšo porabo goriva in manj izpusta škodljivih plinov.

Drug pomemben sestavni element CCS motorja je visoka stopnja uporabe povratnih

izpušnih plinov – izpušni plini, ki jih sistem dovede nazaj v zgorevalni prostor,

skrbijo, da v zgorevalnem prostoru ni previsoke temperature in vročih posamičnih

točk, in da do vţiga ne pride prekmalu. Predčasni vţig je namreč kriv, da je v izpustu

preveč dušikovih oksidov (NOx). Druga pomembna posledica homogenega vţiga je

odprava saj, ki nastanejo zaradi prebogate mešanice v zgorevalnem prostoru.

Ţe prvi delujoči motorni prototip privarčuje 5 odstotkov goriva v primerjavi z enako

velikim in zmogljivim TDI motorjem, hkrati pa je raven izpusta dušikovih oksidov in

sajastih delcev bistveno manjša. Vse skupaj je pri CCS motorju moţno le z uporabo

posebnih sintetičnih goriv, kot sta synfuel ali sunfuel – synfuel pridobivajo iz



zemeljskega plina, sunfuel pa iz biomase. Nobeno od teh goriv namreč ne vsebuje

ţvepla in aromatov, hkrati pa imata drugačni temperaturi uplinjenja in drugačni

cetanski števili. CCS motor lahko deluje tudi na klasično dizelsko gorivo, a takrat

njegove prednosti ne pridejo do izraza.

Motor bo lahko zrel za serijsko izdelavo do leta 2015 – ob predpostavki, da bodo

takrat voznikom na voljo tudi nova goriva.

7.2 DIESOTTO – DIZEL BENCINSKI MOTOR

Prototip motorja s pomenljivim imenom diesotto (dizel + otto) je namreč v osnovi

bencinski motor, ki je gospodaren kot dizelski, a brez značilnih dizelskih

pomanjkljivosti. Motor prototip je 1,8-litrski štirivaljnik s turbinskim polnilnikom, ki pri

zagonu in pri polnem plinu deluje enako kot klasičen bencinski motor; mešanico v

zgorevalnem prostoru vţge vţigalna svečka. Ko je motor le delno obremenjen, se

mešanica goriva in zraka v zgorevalnem prostoru vţge sama od sebe (nadzorovan

samovţig) kot pri dizelskem motorju. Zaradi homogenega zgorevanja je izpust

dušikovih oksidov zelo majhen.

Zdruţitev dveh načel delovanja v enem motorju je mogoča le ob spremenljivi

kompresiji posameznega valja (samovţig je mogoč le ob višjih tlakih). Diesotto

motor to doseţe ob pomoči prilagajanja dolţine giba batov.

Zgolj inovativen princip delovanja ni dovolj za obljubljeno izboljšano učinkovitost;

motor je opremljen tudi z drugimi sodobnimi tehnologijami, kot so dvojni turbinski

polnilnik, neposredni vbrizg goriva in prilagodljivo krmiljenje ventilov. Dodaten

prihranek pri porabi goriva predstavlja hibridni modul z integriranim zaganjačem oz.

generatorjem – ta sluţi predvsem kot pomoč pri stop – go voţnji, ko motor pri

stoječem avtomobilu sam ugasne in se nato znova zaţene.

Podatki, ki jih obljubljajo za ta motor, so več kot le obetavni: 1,8-litrski štirivaljnik

zmore 175 kW in ima 400 Nm navora, porabi pa v povprečju manj kot 6 l bencina na

100 km. Še ena prednost: diesotto motor za delovanje uporablja običajen

neosvinčen bencin.



Slika 21: Prototip Diesotto štiritaktnega motorja

Vir: Motorevija.si/13.a



8 ZAKLJUČEK

Lahko sklepamo, da se MNZ v boju za obstanek bojuje z novimi idejami, ki brez

izjem ponujajo večjo moč, ugodnejši potek navora in seveda manjšo porabo goriva.

Vsem novostim je skupna dodana komplikacija v konstrukciji, ki je glede na izvedbo

bolj ali manj poudarjena, hkrati pa poskušajo biti rešitve na pogled čim bolj klasične,

saj imajo le tako nekaj moţnosti za prodor.

Z drugimi besedami lahko rečemo, da je danes ţe 'prepozno' za uvedbo drugačne

konstrukcije motorja, kot smo je ţe navajeni, zato imajo le malo moţnosti za

uveljavitev na trgu.

Ko govorimo o prihodnosti česarkoli, v našem primeru pa seveda motorjev, je

zanesljivost napovedi večja za krajše obdobje in manj zanesljiva za daljše obdobje.

S tega stališča je zanimiva zgodovina preteklih in sedanjih dogodkov, ker lahko na

osnovi tega bolj zanesljivo predvidimo nadaljnje dogodke v razvoju motorjev.

Če povzamemo 10-letno analizo patentov evropskega patentnega urada, si lahko

prikaţemo dogajanje v avtomobilski industriji, kdo so glavni akterji in na katerem

področju. Znova je treba spomniti, da je osnovna ideja patentov ekonomija ali

manjša poraba goriva in manjše onesnaţevanje z izpusti strupenih plinov, zato jih

največ obravnava izboljšave:

neposrednega vbrizgavanja goriva,

hibridne tehnologije,

nadtlačnega polnjenja,

krmiljenja kotov odpiranja ventilov,

neposredno vbrizgavanje in krmiljenje kotov ventilov,

spremenljivo prostorninsko razmerje,

strategija vbrizgavanja,

alternativna goriva, plinasta goriva, dvo- ali večgorivni motorji,

zmanjšanje trenja, obvladovanje toplote, mehanska odpornost,

hibridi,

vračanje izpušnih plinov.

Tako vsi ti koncepti obljubljajo med 20 do 30 odstotkov manjšo porabo goriva in

posledično tudi manjši izpust CO2. Moč teh motorjev s primerljivimi

konvencionalnimi je še enkrat večja ali pa enaka kot pri motorjih s še enkrat večjo

prostornino.

Le redki izumi se lotevajo neposrednega vplivanja na dogajanje v valju, kot so

homogen vţig, laserski vţig, plazemski vţig, oblikovanje zgorevalnega prostora …



V celoti gledano nobena od teh poti ne omogoča bistvenega izboljšanja delovanja

motorja, kot ga ţe poznamo. Kar si ţelimo, so čim bolj preprosta konstrukcija

spreminjanja prostorninskega razmerja in krmiljenja ventilov z minimalnimi

mehanskimi izgubami, čim večji toplotni učinek, doseganje visokih tlakov, majhne

toplotne izgube in čim boljše vodenje ter spremljanje procesa v valju, na kar večina

izumiteljev 'pozablja', ker je to zanje najtrši oreh.

Z nekaj besedami lahko povzamemo, da se bomo še kar nekaj časa vozili s stroji, ki

ropotajo, le počasi bomo menjali bencin za elektriko; vmes bo še nastopala

kombinacija obeh pogonov, kar pa bo trajalo kar nekaj časa, razen če nas seveda

kaj ne preseneti – če bi se morali odločiti, ali se voziti ali ţiveti.



LITERATURA IN VIRI

Knjige

Enciklopedija znanosti (2000). Ljubljana: Slovenska knjiga.

Ekologija (1995). Ljubljana: Tehnična zaloţba Slovenije.

Poglavje v knjigi

Enciklopedija znanosti (2000). Poglavje: Motorji, str. 143 in 144. Ljubljana:

Slovenska knjiga.

Ekologija (1995). Poglavje: Zrak, str. 128 in 129. Ljubljana: Tehnična zaloţba

Slovenije.

URL-naslov spletnih strani in datum dostopnosti:

http://d111.fnm.uni-mb.si/tehnika-

old/vsebina/projekti/energetika/stiritaktni_motorji.html, dostopno: 3. 2. 2011

http://wapedia.mobi/sl/Motor znotranjim zgorevanjem, dostopno: 5. 2. 2011

http://sl.wikipedia.org/wiki/Rudolf Diesel, dostopno: 12. 2. 2011

http://sl.wikipedia.org/wiki/Motor_z_notranjim_zgorevanjem, dostopno: 12. 2.

2011

www.dijaski.net/get/teh motorji in goriva, dostopno: 14. 2. 2011

http://www.ford.si/Ofordu/Okolje/Tehnologije prihodnosti, dostopno: 14. 2. 2011

http://www.fk.uni-mb.si/fkweb-datoteke/Biosistem inzenirstvon/ucnagradiva/c

MNZ1a.pdf, dostopno: 15. 2. 2011

http://www.petrol.ba/index.php?sv_path=151,153,2288,dostopno: 15. 02. 2011

http://fk.uni-mb.si/fkweb-datoteke/Biosistemsko_inzenirstvo/ucnagradiva/c-

MNZ1a.pdf ,dostopno: 16. 2. 2011

http://circa.europa.eu/irc/opoce/fact_sheets/info/data/policies/environment/article

_7297_sl.htm , dostopno: 17. 2. 2011

http://www.motorevija.si/l3.asp?L1_ID=39&L2_ID=581,dostopno: 17. 2. 2011

http://de.wikipedia.org/wiki/Wankelmotor, dostopno: 19. 2. 2011

http://fk.uni-mb.si/fkweb-datoteke/Biosistemsko_inzenirstvo/ucnagradiva/f-

Goriva.pdf, dostopno: 19. 2. 2011

http://www.auspuh-novak.com/program3.htm, dostopno: 20. 2. 2011

http://d111.fnm.uni-mb.si/tehnika-

old/vsebina/projekti/energetika/dvotaktni_bencinski.html, dostopno: 21. 2.2011

http://d111.fnm.uni-mb.si/tehnika-old/vsebina/projekti/energetika/stiritaktni_motorji.html

http://d111.fnm.uni-mb.si/tehnika-old/vsebina/projekti/energetika/stiritaktni_motorji.html

http://wapedia.mobi/sl/Motor

http://sl.wikipedia.org/wiki/Rudolf

http://sl.wikipedia.org/wiki/Motor_z_notranjim_zgorevanjem

http://www.dijaski.net/get/teh

http://www.ford.si/Ofordu/Okolje/Tehnologije

http://www.fk.uni-mb.si/fkweb-datoteke/Biosistem%20inzenirstvon/ucnagradiva/c%20MNZ1a.pdf

http://www.fk.uni-mb.si/fkweb-datoteke/Biosistem%20inzenirstvon/ucnagradiva/c%20MNZ1a.pdf

http://www.petrol.ba/index.php?sv_path=151,153,2288

http://fk.uni-mb.si/fkweb-datoteke/Biosistemsko_inzenirstvo/ucnagradiva/c-MNZ1a.pdf

http://fk.uni-mb.si/fkweb-datoteke/Biosistemsko_inzenirstvo/ucnagradiva/c-MNZ1a.pdf



http://www.motorevija.si/l3.asp?L1_ID=39&L2_ID=581

http://de.wikipedia.org/wiki/Wankelmotor

http://fk.uni-mb.si/fkweb-datoteke/Biosistemsko_inzenirstvo/ucnagradiva/f-Goriva.pdf

http://fk.uni-mb.si/fkweb-datoteke/Biosistemsko_inzenirstvo/ucnagradiva/f-Goriva.pdf

http://www.auspuh-novak.com/program3.htm

http://d111.fnm.uni-mb.si/tehnika-old/vsebina/projekti/energetika/dvotaktni_bencinski.html

http://d111.fnm.uni-mb.si/tehnika-old/vsebina/projekti/energetika/dvotaktni_bencinski.html



http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:TLD40YmDl7sJ:peterkarner.webs.c

om/motor.pdf+goriva+za+motorje+z+notranjim+izgorevanjem&hl=sl&gl=si&pid=bl

&srcid=ADGEESjT_-5b4hm5a-

gZegFM4fGWnw6rAOJwGxnmPvSbMDKkOziGmn1xoVRWcGY1COLfWb5IS7sK

dFd2tST9ox77y6JwOeOre2EKYCFe5I8deAP4XbL9IxnmzPgrOrOiNRpgjcdW3jrz

&sig=AHIEtbQl3EtQ8vTVoR8qxFYEqRg-6W5YeA, dostopno: 23. 2. 2011

PRILOGE

Priloga 1: Diagram moči 4-taktnega bencinskega motorja (1,6 16V Megane)

Priloga 2: Diagram navora 4-taktnega bencinskega motorja (1,6 16V Megane)

Priloga 3: Diagram moči 4-taktnega dizelskega motorja (1,9 dci Megane)

Priloga 4: Diagram navora 4-taktnega dizelskega motorja (1,9 dci Megane)

Priloga 5: Graf 1: Normativ standarda EURO-0 DO EURO-5 zmanjšanja NOx od leta

1990 do 2008

Priloga 6: Graf 2: Primer doseţene vrednosti NOx vozil Mercedes od leta 1990 do

2008

Priloga 7: Graf 3: Normativ standarda Euro-0 do Eeuro-5 zmanjšanja CO od leta

1990 do 2008

http://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:TLD40YmDl7sJ:peterkarner.webs.com/motor.pdf+goriva+za+motorje+z+notranjim+izgorevanjem&hl=sl&gl=si&pid=bl&srcid=ADGEESjT_-5b4hm5a-gZegFM4fGWnw6rAOJwGxnmPvSbMDKkOziGmn1xoVRWcGY1COLfWb5IS7sKdFd2tST9ox77y6JwOeOre2EKYCFe5I8deAP4XbL9IxnmzPgrOrOiNRpgjcdW3jrz&sig=AHIEtbQl3EtQ8vTVoR8qxFYEqRg-6W5YeA








KAZALO SLIK

Slika 1: Štiritaktni motor osebnega vozila

Slika 2: Wanklov motor v munchenskem muzeju

Slika 3: Prvi delovni takt (štiritaktni motor)

Slika 4: Drugi delovni takt (štiritaktni motor)

Slika 5: Tretji delovni takt (štiritaktni motor)

Slika 6: Četrti delovni takt (štiritaktni motor)

Slika 7: Prvi takt (dvotaktni motor)

Slika 8: Drugi takt (dvotaktni motor)

Slika 9: Štiritaktni (a, b, c)

Slika 10: Premočrtno gibanje bata

Slika 11: Kroţno gibanje bata

Slika 12: Vrstni motor

Slika 13: Bokser motor

Slika 14: Motor v obliki črke V

Slika 15: Katalizator v preseku

Slika 16: Shema delovanja SCR tehnologije

Slika 17: Delovanje ERG tehnologije




Slika 21: Prototip Diesotto štiritaktnega motorja

KAZALO TABEL

Tabela 1: Lastnosti bencinov

Tabela 2: Lastnosti dizlov

Tabela 3: Lastnosti bio dizlov

POJMOVNIK

AdBlue: je sredstvo, ki omogoča selektivno katalitično redukc ijo oziroma sredstvo,

na katerem temelji SCR tehnologija.

Katalizator: Je naprava za razstrupljanje (predvsem avtomobilskih izpušnih plinov),

ki nastanejo pri izgorevanju ogljikovodikov v MNZ.



KRATICE IN AKRONIMI

MNZ: Motorji z notranjim izgorevanjem

ZMT: Zgornja mrtva lega(bat)

SML: Spodnja mrtva lega(bat)

CO2: Ogljikov dioksid

C: Ogljik

NH4NO3: Amonijev nitrat

O3: Ozon

NOx: Dušikovi oksidi

CCS: Kombiniran način izgorevanja

ERG: Povratno kroţenje izpušnih plinov

SCR: Selektivna katalitična redukcija

TDI: Turbo dizel

PM: Trdni delci

motorji z notranjim izgorevanjem - b&b · 1.1 predstavitev problema vozilo je danes zelo...

Documents